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Conversores ADC y DACIntroduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales 2008
Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
Conversores Digital-analgicos (DAC)
Conversores ADC y DAC
Clasificacin de DAC:Serie. Paralelo.
Formato
Tecnologa
Resistencias pesadas (obsoleto). Redes R-2R con fuente de tensin. Redes R-2R con fuente de corriente. Redes C-2C.
Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
Conversores ADC y DACAmplificador operacional (A.O.) +V Entrada no-inversora
+Salida
Entrada inversora
-V
Amplificador Operacional ideal: Impedancia de entrada infinita: No circula corriente entre los bornes (+) y (-) por lo que la tensin es nula. Impedancia de salida nula: La salida es siempre constante. Ganancia a lazo abierto infinita: Con una tensin infinitesimal entre los bornes de entrada, la salida satura a la tensin de alimentacin del operacional (+V) (V) dependiendo de la polaridad de .
Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
Conversores ADC y DACAmplificador operacional
R1
R2
R1
R2
Se consigue en la salida Vo, ganancia atenuacin respecto de la entrada siempre con inversin de polaridad.
Se consigue en la salida Vo, ganancia respecto de la entrada siempre con idntica polaridad. Si R1 es infinita y R2 nula no se tiene ganancia alguna (funciona como buffer no inversor.
Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
Conversores ADC y DACAmplificador operacional
R
C
C
R
Este esquema es un integrador: Si se aplica una tensin contnua en la entrada, la salida responder temporalmente con una rampa de tensin.
Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
DAC Conversor DAC tipo R-2R2R 2R 2R
Conversores ADC y DAC
Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
DAC Conversor DAC tipo R-2REste esquema tiene la ventaja de que emplea generador de corriente idnticos (suele hacerse con espejos de corriente).
Conversores ADC y DAC
Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
DAC Limitaciones temporales y errores
Conversores ADC y DAC
Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
DAC
Errores
Conversores ADC y DAC
Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
DAC
Limitaciones temporales
Conversores ADC y DAC
Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
DAC
Conversores ADC y DAC Ejemplo de DAC tipo multiplicativo paralelo: DAC0800
Permite el control de la corriente de referencia por tensin externa Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
DAC
Conversores ADC y DAC Ejemplo de DAC tipo multiplicativo: DAC0800
Ejemplo de DAC tipo multiplicativo paralelo: DAC0800
Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
DAC
Conversores ADC y DAC Ejemplo de DAC tipo multiplicativo paralelo: DAC0800Conversin corriente-tensin
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Conversores Digital-analgicos (DAC)
Conversores ADC y DACEjemplo DAC cudruple serie
Data sheet DAC084S085 NSC
Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
Conversores Digital-analgicos (DAC)
Conversores ADC y DAC
Ejemplo DAC cudruple serie
Data sheet DAC084S085 NSC
Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
Conversores Digital-analgicos (DAC)Ejemplo DAC cudruple serie
Conversores ADC y DAC
VO
Data sheet DAC084S085 NSC
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Conversores ADC y DAC Conversores Analgico-Digitales Clasificacin de ADC:Rampa (simple, doble, triple y cudruple rampa) MUY LENTOS. Aproximaciones sucesivas (SAR) RPIDOS. Flash MUY RPIDOS. Pipe-line (basada en ADCs Flash) MUY RPIDOS. Delta. Modulacin por tiempo de pulso (PTM: PWM y PPM). Sigma-delta.
Tecnologa
Formato
Serie. Paralelo.
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ADC tipo rampaADC simple rampa
Conversores ADC y DAC
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ADC tipo rampaADC simple rampa
Conversores ADC y DAC
Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
ADC tipo rampa
ADC simple rampa
Conversores ADC y DAC
Para lograr tener N proporcional a Va basta con invertir los roles de Va y Vreferencia Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
ADC tipo rampaADC doble rampa
Conversores ADC y DAC
Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
ADC tipo rampaADC doble rampa
Conversores ADC y DAC
Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
ADC tipo rampaADC doble rampa
Conversores ADC y DAC
Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
ADC tipo rampa Ejemplo de ADC cudruple rampa
Conversores ADC y DACICL7109
Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
Modulacin Delta
Conversores ADC y DACEst basado en el empleo de un muestreador + integrador + comparador analgico
Expresin del integrador
Leon Couch II:Sistemas de Comunicacin Digitales y Analgicos Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
Modulacin Delta
Conversores ADC y DAC
Leon Couch II:Sistemas de Comunicacin Digitales y Analgicos Sergio NoriegaIntroduccin a a losSistemas Lgicos y Digitales - 2007 Introduccin los Sistemas Lgicos y Digitales 2008
ADC tipo Sigma-delta
Conversores ADC y DAC
Diagrama en bloques de un modulador Sigma-Delta elemental de primer rden
Ejemplo de funcionamiento del conversor, suponiendo una entrada analgica de 0,6 VEn general los conversores Sigma-dellta tienen resoluciones de 16 a 24 bits y se basan en el sobremuestreo y filtrado digital. Su aplicacin principal es en el procesado de seales de audio. an10 de Crystal Semiconductor Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
ADC tipo Sigma-delta
Conversores ADC y DAC
En el proceso de sobre muestreo se logra distribuir la energa del ruido a fin de quedarse slo con la ayuda de un posterior filtrado, la parte que entra dentro del espectro de la seal a adquirir.
an10 de Crystal Semiconductor Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
ADC tipo Sigma-delta
Conversores ADC y DAC
Eliminado por el filtrado
an10 de Crystal Semiconductor Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
ADC tipo Aproximaciones Sucesivas
Conversores ADC y DAC
Comparador analgico
DAC SAR
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ADC tipo Aproximaciones Sucesivas
Conversores ADC y DAC
Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
ADC tipo Aproximaciones Sucesivas
Conversores ADC y DAC
Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
ADC tipo Aproximaciones Sucesivas
Conversores ADC y DAC
Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
Conversores ADC y DACEjemplo ADC tipo SAR
Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
Conversores ADC y DACEjemplo ADC tipo SAR
Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
Conversores ADC y DACEjemplo ADC tipo SAR
Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
ADC tipo Flash
Conversores ADC y DAC Ejemplo n=3
Es el conversor comercial mas rpido. Se necesitan 2n - 1 comparadores analgicos para implementar un conversor de n bits.
Tabla de sntesis del decodificador
Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
ADC tipo FlashGrfico de discretizacin en 3 bits de la seal analgica
Conversores ADC y DACGrfico de funcin de transferencia y evolucin del error de cuantizacin
Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
ADC tipo Flash multietapa
Conversores ADC y DAC
Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
Conversores ADC y DAC
Ejemplo ADC Flash multietapa
Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
ADC tipo Pipeline
Conversores ADC y DAC
Basado en bloques que contienen ADC Flash y DAC se logra por sucesivas adquisiciones sintetizar una conversin a alta velocidad. En cada cilco de reloj se tiene el resultado de una muestra pero existe una latencia (delay) que hay que considerar. DAC de 3 bits pero con precisin de 12 bits
an1023 de Maxim
Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
ADC tipo Pipeline
Conversores ADC y DAC
Proceso temporal de una muestra
Latencia: En cada ciclo de reloj se convierte una muestra peroaparece en el bus retrasada en este caso 4 ciclos. an1023 de Maxim Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
Ejemplo de ADC tipo Pipeline
Conversores ADC y DAC
Hojas de Datos del ADC14L040 de NSC Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
Ejemplo de ADC tipo Pipeline
Conversores ADC y DAC
Hojas de Datos del ADC14L040 de NSC
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Ejemplo de ADC tipo Pipeline
Conversores ADC y DAC
Latencia de 7 ciclos de reloj Hojas de Datos del ADC14L040 de NSC Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
Ejemplo de ADC tipo Pipeline
Conversores ADC y DAC
Hojas de Datos del ADC14L040 de NSC Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
Sample and Hold y Track and Hold
Conversores ADC y DAC Ejemplo de S&H
Diferencias entre S&H y T&H
Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
Sample and Hold y Track and Hold
Conversores ADC y DAC
Tiempos relevantes en el proceso de muestreo y retencin
Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
Conversores ADC y DACLimitaciones en la velocidad de muestreo
Para el clculo de la velocidad mxima de muestreo se deber tener en cuenta los tiempos de adquisicin y establecimiento del T&H S&H, tiempo de conversin del ADC y tiempo de lectura del sistema. Esto independientemente de cumplir con el teorema de muestreo (Nyquist).
Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
Conversores ADC y DAC
Extracto Nota de aplicacin de National Semiconductor "ABCs of ADCs: Analog-to-Digital Converter Basics" Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
Conversores ADC y DAC
ABCs of ADCs
Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
Conversores ADC y DAC
ABCs of ADCs
Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
Conversores ADC y DAC
ABCs of ADCs
Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
Conversores ADC y DAC
ABCs of ADCs
Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
Conversores ADC y DAC
ABCs of ADCs
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Conversores ADC y DAC
ABCs of ADCs
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Conversores ADC y DAC
ABCs of ADCs
Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
Conversores ADC y DAC
ABCs of ADCs
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Conversores ADC y DAC
ABCs of ADCs
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Conversores ADC y DAC
ABCs of ADCs
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Conversores ADC y DAC
ABCs of ADCs
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Conversores ADC y DAC
ABCs of ADCs
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Conversores ADC y DAC
ABCs of ADCs
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Conversores ADC y DAC
ABCs of ADCs
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Conversores ADC y DAC
ABCs of ADCs
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Conversores ADC y DAC
ABCs of ADCs
Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008
Conversores ADC y DAC Bibliografa: Apuntes de teora: Conversores ADC y DAC. Hugo Mazzeo.
Libros:Sistemas Digitales. R. Tocci, N. Widmer, G. Moss. Ed. Prentice Hall. Diseo Digital. M. Morris Mano. Ed. Prentice Hall. 3ra edicin. Diseo de Sistemas Digitales. John Vyemura. Ed. Thomson. Diseo Lgico. Antonio Ruiz, Alberto Espinosa. Ed. McGraw-Hill. Digital Design:Principles & Practices. John Wakerly. Ed. Prentice Hall. Diseo Digital. Alan Marcovitz. Ed. McGraw-Hill. Electrnica Digital. James Bignell, R. Donovan. Ed. CECSA. Tcnicas Digitales con Circuitos Integrados. M. Ginzburg. Fundamentos de Diseo Lgico y Computadoras. M. Mano, C. Kime. Ed. Prentice Hall. Manuales de Conversores de Motorola, Texas Instruments, Analog Devices, Maxim, National Semiconductors, etc.. ( www.onsemi.com; www.ti.com; www.analogdevices.com; www.maxim-ic.com; www.nsc.com )
Sergio Noriega Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales - 2008